1. Wstęp teoretyczny:

a) Ćwiczenie to wykonywaliśmy dla dwóch przypadków. Pierwszy model był w układzie walców współosiowych co miało symulować model kabla. A drugi model był dla dwóch przewodów równoległych co jest odpowiednikiem linii dwuprzewodowej. W ćwiczeniu obserwowaliśmy zjawiska ulotu i przeskoku. Powietrze jest podstawowym dielektrykiem w wielu instalacjach i urządzeniach wysokiego napięcia. Przykładem może być napowietrzne linie elektroenergetyczne.

b) Prawo Paschena - Napięcie potrzebne do wytworzenia łuku elektrycznego w poprzek szczeliny początkowo zmniejsza się wraz ze wzrostem ciśnienia do pewnego punktu, zaś potem stopniowo zwiększa, przekraczając wartość początkową.

c) Wytrzymałość powietrza, podobnie jak i innych gazów, zależy od czterech czynników:
- chemicznego składu gazu
- ciśnienia i temperatury
- kształtu i odległości między elektrodami (rozkład pola)
- od rodzaju i biegunowości napięcia

d) Ważną właściwością powietrza lub innego gazu stosowanego w urządzeniach jako dielektryk, są jego właściwości cieplne. Zdolność skutecznego odprowadzania ciepła jest ważna ze względu na degradację dielektryków stałych współpracujących z powietrzem. Skuteczne odprowadzanie ciepła przez dielektryki gazowe jest ważne np. w maszynach elektrycznych dużych mocy i wyłącznikach. Poza powietrzem, w technice izolacyjnej są wykorzystywane gazy elektroujemne, z których najważniejszy jest sześciofluorek siarki SF₆. Ponadto w kablach gazowych i do hermetyzacji transformatorów wykorzystywany jest azot.

e) Zjawisko ulotu - w polach silnie niejednostajnych, w obszarach o najwyższych natężeniach pola elektrycznego w powietrzu pojawiają się wyładowania niezupełne zwane ulotem.
Typowymi układami elektrod, w których pojawia się ulot są dwie pary elektrod walcowych lub układ ostrze-płyta. Ulot występuje zarówno przy napięciu stałym jak i przy napięciu przemiennym. Z wyładowaniami ulotowymi jest związane występowanie charakterystycznego trzasku oraz świecenia. Istnieją różne formy wyładowań ulotowych:
- wyładowania ciemne
- świetlenie
- snopienie
Wartości napięć, przy których rozpoczyna się zjawisko ulotu, jest określona jako początkowe napięcie ulotu U₀. Występowanie ulotu w instalacjach elektroenergetycznych jest wysoce niepożądane i szkodliwe, ze względu na skutki, które wywołuje:
- straty mocy czynnej
- zakłócenia w urządzeniach telekomunikacyjnych
- korozję powierzchni elektrod, głównie przewodów linii elektroenergetycznych

2. Rozkład pola w dwóch modelach:

a) między walcami współosiowymi - ten model odpowiada w elektroenergetyce konstrukcji kabli wysokiego napięcia i kondensatorów pomiarowych. Stąd wynika jego duże znaczenie
w technice wysokich napięć. W układzie walców współosiowych występuje pole umiarkowanie niejednostajne. O wytrzymałości elektrycznej układu walców współosiowych decyduje maksymalna wartość natężenia pola E_max. W układzie walców współosiowych napięcie początkowe ulotu U₀ w zależności od wartości stosunku r/R jest mniejsze od napięcia przeskoku Up, lub może być równe temu napięciu.

b) między dwoma przewodami równoległymi
Praktycznym przykładem układu dwóch walców równoległych jest napowietrzna linia dwuprzewodowa. Najwyższe natężenie pola istnieje przy zewnętrznej powierzchni przewodów. Znajomość rozkładu pola między dwoma przewodami a w szczególności między trzema przewodami jest bardzo istotna praktycznie, gdyż dotyczy zjawisk występujących w liniach elektroenergetycznych i pod nimi. Ponieważ przesył prawie całej mocy w systemie jest realizowany z wykorzystaniem linii napowietrznych stąd znajomość ta jest bardzo ważna.

3. Tabele pomiarowe:

a) między walcami współosiowymi

Średnica [mm]	U0 [kV]	Us [kV]	Up [kV]
Struna 1mm	14000	21000	34000
	13000	21000	34000
	11000	23000	36000
Struna 2mm	16000	20000	21000
	15500	20000	21500
	15500	20000	21000
Struna 3mm	18000	-	20500
	18000	-	20000
	18000	-	20000
6	27000	-	30500
	27000	-	28500
	27500	-	27500
20	-	-	33000
	-	-	33000
	-	-	34000
23	-	-	29000
	-	-	29000
	-	-	33000
35	-	-	27000
	-	-	29000
	-	-	29000
50	-	-	16000
	-	-	14500
	-	-	17000
60	-	-	9500
	-	-	9000
	-	-	9500

b) między dwoma przewodami równoległymi

Odległość [cm]	Średnica [mm]	U0 [kV]	Up [kV]	Us [kV]
2	8	27500	46250	-
		27500	46000	-
		24000	40000	-
	6	20000	39000	-
		21000	39500	-
		22500	39000	-
	3	20000	34000	-
		16500	34000	-
		20000	34000	-
	2	16000	30000	-
		18000	28500	-
		16000	28000	-
4	2	17500	33500	-
		18500	35000	31000
		19000	32000	31000
6		18000	48500	39500
		19000	47500	38000
		16000	47500	38000
8		17000	55000	43000
		16000	55000	44000
		15000	52000	44000

4. Wykresy:

a) między walcami współosiowymi

b) między dwoma przewodami równoległymi

- w zależności od średnicy elektrod

- w zależności od odległości między elektrodami

5. Wnioski:

W ćwiczeniu tym zapoznaliśmy się z mechanizmami różnych zjawisk (takich jak: napięcie ulotu, napięcie snopienia i napięcie przebicia) w dwóch różnych modelach:
a) między walcami współosiowymi
b) między dwoma przewodami równoległymi

W układzie walców współosiowych na wykresie bardzo dobrze widać iż napięcie snopienia pojawiło się dla małych wartości średnic (struny). I zanikło przy zwiększaniu średnicy wewnętrznego walca, ponieważ zmniejszała się odległość między nimi. Dalej nie dało się już nawet wychwycić napięcia ulotu, aż końcu ćwiczenia przy bardzo małej różnicy średnic
(najmniejsza odległość między walcami) występowało już tylko napięcie przebicia.
Z praktycznego punktu widzenia wszystkie 3 zjawiska występowały od razu po sobie przy bardzo bliskim sobie napięciu.

Natomiast przy walcach ułożonych równolegle również bardzo dobre widać wpływ napięcia na następowanie po sobie wyżej wymienionych zjawisk. Model ten badaliśmy pod dwoma kątami. W zależności od średnicy elektrod oraz w zależności od odległości między nimi.
Z wykresu widać, gdy zmniejsza się średnica kabla, to napięcie przebicia się zmniejsza.
Dzieje się to ze względu na to, iż im mniejsza średnica kabla tym pole jest bardziej niejednostajne, ponieważ pole rozkłada się po powierzchni przewodnika.
Natomiast z wykresu opisującego zależność odległości od napięcia widać, że im większa odległość między przewodami tym większe jest napięcie przebicia, więc lepiej.

Ma to duży wpływ na działanie systemu elektroenergetycznego, więc chcąc zachować jak najwyższe napięcie przebicia musimy stosować odpowiednio duże średnice kabli oraz zachować możliwie jak największą odległość między nimi.